2025年高考物理 磁場(chǎng) 小練（含解析）

2025年圖考物理磁場(chǎng)小練

一、單選題（本大題共5小題）

1.粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為

R,兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高

頻交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源S處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、

電荷量為+e,在加速器中被加速，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是

（）

A.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f,該加速器也可加速a粒子

B.加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大

C.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2EU

D.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒狹縫后軌道半徑之比為2：1

2.如圖所示，輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛的圓形線圈中通有順時(shí)針方向的電流/。，

線圈的正下方固定有一根足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線a,線圈靜止時(shí)導(dǎo)線a垂直于線圈平

面，現(xiàn)在導(dǎo)線a中通有垂直紙面向外的較大電流，則下列判斷正確的是（）

a?

A.線圈仍靜止不動(dòng)

B.從上往下看，線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小

D.線圈左右擺動(dòng)

3.為了測(cè)量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖

所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,左右兩端

開口，加垂直于上下底面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)面內(nèi)側(cè)固定有

金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極

間的電壓U。若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)流出的污水體積），下列說(shuō)法中

正確的是（）

A.若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高

B.前表面的電勢(shì)一定低于后表面的電勢(shì)，與哪種離子較多無(wú)關(guān)

C.電壓表的示數(shù)與污水中離子濃度有關(guān)

D.污水流量Q與U成正比，與a、6、c無(wú)關(guān)

4.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是（）

A.一小段通電導(dǎo)體放在磁場(chǎng)A處，受到的磁場(chǎng)力比B處的大，說(shuō)明A處的磁感

應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

B.由8=/可知，某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放入該處的通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F

成正比，與導(dǎo)線的/、L成反比

C.一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

D.小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

5.如圖所示，方形玻璃管中有NaCI的水溶液，沿x軸正方向流動(dòng)，沿y軸正向

加恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)8.圖中a、b是垂直于z軸方向上玻璃管的前后兩內(nèi)側(cè)面，則

（）

A.a處電勢(shì)低于b處電勢(shì)

B.a處鈉離子濃度大于b處鈉離子濃度

C.溶液的上表面電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)

D.溶液的上表面處的氯離子濃度大于下表面處的氯離子濃度

二、多選題（本大題共3小題）

6.如果用同一回旋加速器分別加速瓶核（陽(yáng)）和a粒子（源e）,比較它們所加的高

頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，以下說(shuō)法正確的是（）

A.加速僦核的交流電源的周期較小，航核獲得的最大速度較大

B.加速瓶核的交流電源的周期較大，僦核獲得的最大速度較小

C.帶電粒子獲得的最大動(dòng)能與加速器兩D形盒間電壓大小無(wú)關(guān)

D.經(jīng)加速器加速后，瓶核獲得的最大動(dòng)能較小

7.關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，不考慮其他場(chǎng)力（重力）作用，下列說(shuō)法

正確的是（）

A.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C.可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

D.只能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

8.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直固定斜面向上，大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為

B=（2+2t）T,將一根長(zhǎng)0.3m質(zhì)量0.2kg的通電直導(dǎo)線置于斜面上，導(dǎo)線中電流

大小為1A,t=0和t=2s時(shí)刻，導(dǎo)線恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g=10〃“s2,則

A.斜面傾角。=30。

B.直導(dǎo)線中電流的方向一定從a到b

C.導(dǎo)線與斜面間最大靜摩擦力為0.6N

D.在t=ls時(shí)，導(dǎo)線所受的摩擦力為零

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題）

9.圖中虛線框內(nèi)存在一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所

受的磁場(chǎng)力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。所用部分器材已在圖中給出，其中

D為位于紙面內(nèi)的"U"形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)，E為直流電

源，R為電阻箱，A為電流表，S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕

質(zhì)導(dǎo)線。

光滑輕滑輪

（1）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空。

①按圖接線。

②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平

稱出細(xì)沙的質(zhì)量mio

③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，重新往托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使

D,然后讀出_______（請(qǐng)用文字和符合表示），并用天平稱出此時(shí)細(xì)沙的

質(zhì)量1712。

④用米尺測(cè)量D的底邊長(zhǎng)度￡?

⑵用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出

B=o

⑶判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若m2mi（選填"＞或,磁感應(yīng)

強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

10.如圖所示，利用電流天平可以測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。電流天平的右臂

掛著矩形線圈，匝數(shù)。=10,線圈的水平邊長(zhǎng)/_=10cm,be邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁

感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直，當(dāng)線圈中通過(guò)abeda方向電流且/=0.2A時(shí)，

調(diào)節(jié)祛碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在右盤中增加

質(zhì)量為m=20g的祛碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡。

（1）可判斷該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于線圈平面（選填"向里"或"向外"）；

⑵測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式B=（用人/.、/、m表示），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大

小為T（g取9.8m/s2）。

四、解答題（本大題共2小題）

11.人類研究電磁場(chǎng)的目的之一是為了通過(guò)電磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。某模

擬投籃游戲的裝置如圖所示，水平面上方有一底部帶有小孔的絕緣彈性薄擋板，

板高h(yuǎn)=0.9m,與板等高處有一水平放置的籃筐，管口的中心離擋板s=0.3m。板

的左側(cè)以及板上端與筐口的連線上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙

面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T；質(zhì)量mlxlO^kg、電量直徑略小于

小孔寬度的帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn))，以某一速度水平射入場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電量不變，小球最后都

能從筐口的中心處落入筐中，磁場(chǎng)足夠大，gm10m/s2o求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向；

(2)小球入筐的最大速率；

⑶若控制小球與擋板碰撞一次后入筐，求小球運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間。

12.如圖所示，在水平線ab下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,方向豎直向

下，ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)中有

一內(nèi)、外半徑分別為R、石R的半圓環(huán)形區(qū)域，外圓與ab的交點(diǎn)分別為/W、

N.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放，由M進(jìn)入磁

場(chǎng)，從N射出，不計(jì)粒子重力.

(1)求粒子從P到M所用的時(shí)間t；

(2)若粒子從與P同一水平線上的Q點(diǎn)水平射出，同樣能由/W進(jìn)入磁場(chǎng)，從N

射出，粒子從/W到N的過(guò)程中，始終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)，且所用的時(shí)間最少，

求粒子在Q時(shí)速度為的大小.

參考答案

1.【答案】C

【詳解】

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場(chǎng)的周期相等，根據(jù)T=F知，換用a

qB

粒子，粒子的比荷變化，周期變化，回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速a

粒子.故A錯(cuò)誤.根據(jù)qvB=ml,知v二些2則最大動(dòng)能EKm二;mv?二

Rm/

“2n2n2

幺山與加速的電壓無(wú)關(guān).故B錯(cuò)誤.質(zhì)子出回旋加速器的速度最大，此時(shí)

2m

的半徑為R,則v=2iiRf.所以最大速度不超過(guò)2jifR.故C正確.粒子在加速電場(chǎng)

中做勻加速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)V=0嬴知，質(zhì)子第二次和第

—772V—

一次經(jīng)過(guò)D形盒狹縫的速度比為應(yīng)：1,根據(jù)r=一則半徑比為應(yīng)：1.故D

qb

錯(cuò)誤.故選C.

點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，知道最大動(dòng)能與什么

因素有關(guān)，以及知道粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與電場(chǎng)的變化的周期相等.

2.【答案】B

【詳解】

ABD.根據(jù)安培定則可知，環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，則圓形線圈

相當(dāng)于N極指向紙面內(nèi)的小磁針；導(dǎo)線a中通入電流時(shí)，由安培定則可判斷出，

導(dǎo)線a中電流在線圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)向左，因小磁針N極指向磁場(chǎng)方向，故從上向

下看時(shí)，線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，AD錯(cuò)誤、B正確；

C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥可知，線圈上

半部分受力向上，線圈下半部分受力向下，由于下半部分距離導(dǎo)線a較近，所以

下半部分受到的安培力比較大，線圈整體受到向下的安培力，可知彈簧測(cè)力計(jì)的

示數(shù)一定增大，C錯(cuò)誤。

故選Bo

3.【答案】B

【詳解】

AB.正、負(fù)離子從左向右移動(dòng)，根據(jù)左手定則，正離子所受的洛倫茲力指向后表

面，負(fù)離子所受的洛倫茲力指向前表面，所以后表面電極的電勢(shì)比前表面電極的

電勢(shì)高，且電勢(shì)的高低與哪種離子較多無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確。

C.最終穩(wěn)定時(shí)，離子受洛倫茲力和靜電力平衡，有

qvB=q^~

b

求得

U=Bbv

可知電壓表的示數(shù)。與v成正比，與離子濃度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。

D.污水的流量

Q=vS=vbc=----be=——

BbB

Q與電壓表的示數(shù)U和該裝置高度c成正比，與。、b無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選B?

4.【答案】D

【詳解】

A.安培力的大小不僅與8、/、/■的大小有關(guān)系，還與B與/的夾角有關(guān)系，故A

錯(cuò)誤；

B.公式8=（只是一個(gè)計(jì)算式，磁感強(qiáng)度是磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，與放不放電流元

沒有關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)所受安培力為零，但磁場(chǎng)不一定為零，故C錯(cuò)誤；

D.人們規(guī)定小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，故D正

確。

故選Do

5.【答案】B

【詳解】

AB.溶液中的正，負(fù)離子沿x軸正向移動(dòng)，由左手定則可知運(yùn)動(dòng)的正離子受到沿z

軸正向的洛倫茲力，運(yùn)動(dòng)的負(fù)離子受到沿z軸負(fù)向的洛倫茲力，故正離子會(huì)偏向

。處，負(fù)離子會(huì)偏向b處，。處電勢(shì)高于b處電勢(shì)，a處鈉離子濃度大于b處鈉

離子濃度，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.溶液的上表面電勢(shì)等于下表面的電勢(shì)，溶液的上表面處的氯離子濃度也等于

下表面處的氯離子濃度，故C、D錯(cuò)誤

6.【答案】BCD

【詳解】

根據(jù)較3=比得，粒子出D形盒時(shí)的速度心=迦，則粒子出D形盒時(shí)的動(dòng)

Rm

“2n2p2

能：&“=幺"-,帶電粒子獲得的最大動(dòng)能與加速器兩D形盒間電壓大小無(wú)

2m

271m

關(guān)；交流電的周期等于粒子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為：用同一回旋加速器分別加

qB

速旅核（:⑶和a粒子（；He）,由于旅核（:H）的質(zhì)量與電量的比值大于a粒子

（2He）,則a粒子獲得的最大動(dòng)能較大，旅核獲得的最大動(dòng)能較小，旅核獲得的

最大速度較小，加速笳核的交流電源的周期較大，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤；

故選BCD.

7.【答案】A

【詳解】

A.當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，它不受洛倫茲力作用，又不受其他力作用，

這時(shí)它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；

BC.因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，改變速度方向，因而同時(shí)也改變洛

倫茲力的方向，所以洛倫茲力是變力，粒子不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，故BC錯(cuò)誤；

D.只有當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，帶電粒子才做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果速度

方向與磁場(chǎng)不垂直，則粒子不做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選A。

8.【答案】CD

【詳解】

t=0時(shí)，Bo=2T,導(dǎo)體棒受到沿斜面向上的靜摩擦力，則由平衡知識(shí)：

或）〃=〃zgsin。；t=2s時(shí)，B2=6T,導(dǎo)體棒受到沿斜面向下的靜摩擦力，則由

平衡知識(shí)：B2IL=mgsmd+fm；聯(lián)立解得：fm=0.6N,6=37。，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正

確；直導(dǎo)線所受的安培力沿斜面向上，則導(dǎo)線中電流的方向一定從b到a,選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；在t=ls時(shí)，導(dǎo)線所受的向上的安培力為

G=31ZL=（2+2xl）xlx0.3N=L2N=mgsin37°,則摩擦力為零，選項(xiàng)D正確；故選

CD.

點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵是要理解當(dāng)t=0和t=2s時(shí)最大靜摩擦力的方向，結(jié)合安培力的表

達(dá)式列出平衡方程求解.

9.【答案】⑴重新處于平衡狀態(tài)；電流表示數(shù)/,（2）?；/、,（3）＞

【詳解】（1）[1]⑵本題考查了磁場(chǎng)力作用下物體的平衡，利用平衡條件求解磁

感應(yīng)強(qiáng)度，應(yīng)使D重新處于平衡狀態(tài)；兩次細(xì)沙的重力之差與D的底邊所受磁場(chǎng)

力大小相等，磁場(chǎng)力與電流大小有關(guān)，還需讀出電流表的示數(shù)/。

（2）兩次細(xì)沙的重力之差與D的底邊所受磁場(chǎng)力相等，即座石以-外恒，解得

磁感應(yīng)強(qiáng)度為2=匹二業(yè)

IL

（3）若該＞犯，則安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可得，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂

直紙面向外，反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

10.【答案】（1）向外，（2）黑；0.49

【詳解】（1）若使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在右盤中增加質(zhì)量為m=20g

的祛碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡，可知，電流方向改變后，線圈所受安培力方

向向上，根據(jù)左手定則可知，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于線圈平面向外。

（2）[1]電流方向改變之前，結(jié)合上述可知，線圈所受安培力方向向下，兩臂達(dá)

到平衡，令左右臂上懸掛物的質(zhì)量分別為g、生，則有叫g(shù)=叱g+7必〃，電流方

向改變之后，結(jié)合上述可知，線圈所受安培力方向向上，兩臂達(dá)到新的平衡，則

有=mg+-nBIL,解得2=駛-

2nIL

⑵將所給數(shù)據(jù)代入上述表達(dá)式，解得B=0.49T

11.【答案】⑴10N/C,方向豎直向下；（2）0.25m/s；（3）15.7s

【詳解】

⑴因小球能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以有

Eq=mg

解得

廠mg,

E=—=10N/C

q

方向豎直向下

⑵小球不與擋板相碰直接飛入框中，其運(yùn)動(dòng)半徑最大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,如圖所示

xxxXXXX

XxX3臺(tái)晶

XXXXx八

XX：XXX

XBXXXX/xX

Oih

X義XXXXX

XX、XXXXX

XXXXX

V

由幾何知識(shí)可得

（〃-凡）2+$2=凡2

解得

Rm=0.5m

由洛倫茲力提供向心力，有

V2

qvB=m——

R

解得

qBR.

v=------=0.25m/s

m

由幾何知識(shí)可得

(h-3R)2+S2=R2

（若判斷/7<3R,列式（3R-/Z）2+S2=R2同樣給分）

解得

/?i=0.3m

/?2=0.375m

/?i=0.3m時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間